Elektronen-Orbitale

Huhu Ihrs!

Wenn man so als Bio-Erstie unmittelbar in ein halbes Chemie-Studium geworfen wird, fragen so ein paar Fragen auf - mich beschäftigt hauptsächlich, wie man sich Elektronenorbitale vorstellen kann(bzw. vorzustellen hat), und wie man darauf kommt, bzw. wie die Gleichungen dafür aussehen.

Kann mir jemand diese Gleichungen in einfacher mathematischer Form geben, so das ich sie mal selber ausrechnen kann?

Im Mortimer(der Biologen-Chemie-Bibel), stehen sie nämlich nicht, oder ich bin zu blöd sie zu finden.

Ich stelle mir e--Orbitale immer als mehr oder weniger gespannte Trommelfelle vor, und die Orbitale die die e- annehmen können, als die Schwingungen, die entstehen, wenn man auf den Atomkern „haut“.

Stimmt das in etwa, bzw. ist das eine mögliche Anäherung?

Ich weiss schon, das man sich Atome nicht wirklich vorstellen kann, sondern sie nur in Modellvorstellungen annähern kann.

Liebe Grüße, und vielen Dank im Vorraus für jede konstruktive Antwort!

Philipp aka Drache.

Hi Phillipp

Sich Orbitale vorzustellen ist in der Tat nicht ganz so einfach, da sie ja eigentlich nur energiezustaende darstellen.

Die Orbitale (egal ob s, p, d, f oder was es sonst noch alles gibt) geben eine Aussage ueber die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Elektrons auf einer bestimmten, festgelegten Energiestufe.

Zur Form:

  • Die s-Orbitale sind Kugelfoermig um den Kern.
  • Die p-Orbitale sind Keulenfoermig vom Kern aus in die drei Achsen ( x, y, z)
  • Die d-Orbitale sind ebenfalls Keulen, in die uebrigen Richtungen.

Um das ganze zu vereinfachen, hat man ein Kaestchenmodell entwickelt. Das zu beschreiben ueberfordert mich jetzt aber ein wenig. Wenn du es haben willst, gib mir Bescheid, dann male ich es, mache ein pdf draus und schicke es dir per mail.

Viele Gruesse und viel Erfolg bei deinem Studium
Jonas

Huhu Ihrs!

Wenn man so als Bio-Erstie unmittelbar in ein halbes
Chemie-Studium geworfen wird, fragen so ein paar Fragen auf -
mich beschäftigt hauptsächlich, wie man sich
Elektronenorbitale vorstellen kann(bzw. vorzustellen hat), und
wie man darauf kommt, bzw. wie die Gleichungen dafür aussehen.

Da muß man die Schrödingergleichung der Quantenphysik lösen. Das geht in analytischer Form, also so dass geschlossene Formeln herauskommen, gerade noch mit dem Wasserstoffatom. Die Formeln für die Elektronenaufenthaltswahrscheinlichkeit sind komplizierte sog. Kugelflächenfunktionen multipliziert mit einem Radialanteil etc. Diese sollte man im Netz finden können.
Ein Orbital kann man sich vielleicht am ehesten als eine neblige „Wolke“ vorstellen: wo sie dichter ist, da findet man das Elektron wahrscheinlicher.

Kann mir jemand diese Gleichungen in einfacher mathematischer
Form geben, so das ich sie mal selber ausrechnen kann?

Einfach ist das nicht. Sie stehen aber in Lehrbüchern der Quantenphysik, Stichwort Wasserstoffatom.
Für Moleküle wird das ganze dann schwieriger, generell kann man sich ein Orbital als eine bestimmt geformte Wolke vorstellen, in der sich zwei Elektronen aufhalten dürfen.

Im Mortimer(der Biologen-Chemie-Bibel), stehen sie nämlich
nicht, oder ich bin zu blöd sie zu finden.

Ich stelle mir e--Orbitale immer als mehr oder
weniger gespannte Trommelfelle vor, und die Orbitale die die
e- annehmen können, als die Schwingungen, die
entstehen, wenn man auf den Atomkern „haut“.

Stimmt das in etwa, bzw. ist das eine mögliche Anäherung?

Das ist auch nicht besser oder schlechter als die Vorstellung von Planeten, die um ein Zentrum kreisen. Man hat eben einen Einflußbereich des Kerns, in dem die Elektronen einen wohlkoordinierten „Tanz“ aufführen, sich nur nach bestimmten Regeln anordnen dürfen und an bestimmten Orten mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit anzutreffen sind.
Wenn man so will, dann bilden die Elektronen stehende, in sich selbst zurücklaufende Wellen aus, aber wirklich anschaulich ist das auch nicht.

Ich weiss schon, das man sich Atome nicht wirklich vorstellen
kann, sondern sie nur in Modellvorstellungen annähern kann.

Liebe Grüße, und vielen Dank im Vorraus für jede konstruktive
Antwort!

Es heißt Voraus :wink:

Philipp aka Drache.

Gruß Zurück

signal & rausch
lieber philip,

Elektronenorbitale sehen & berechnen.

http://physik.uni-tuebingen.de/quantenoptik.shtml

die hüllkurve ahnst du mit der monte-carlo-methode, transaktionen mit faraday. die formeln stehen auch bei wölfchen. den mortimer findet er blöd. urgs, damit scheint er nicht der einzige zu sein, wenn ich dich lese.

herzlich,

Website mit schoenen Bildern von 1s bis 5g
Hi Philip,

auf der folgenden Website findest Du sehr anschauliche Bilder der Orbitale des H-Atoms. Die unterschiedlichen Farben entsprechen dabei den unterschiedlichen Vorzeichen der Wellenfunktion.

http://www.shef.ac.uk/chemistry/orbitron/AOs/2p/inde…

Gruss Henning.

Zusatz
… und die Funktionen sind auch enthalten!!!

Huhu Jonas!

Ich habe im Mortimer mal unter Kästchenmodell nachgesehen, und das kann wirklich jeder, der im Zahlenraum unter 20 zählen, und gerade Linien malen kann.

Vielen Dank für den Tipp!

Grüßlis!
Philipp aka Drache.

Huhu!

Danke Moriarty!

Ich habe mir die Gleichungen angesehen, und festgestellt, das es mir doch nicht sooo wichtig, das als Biologe wirklich zu verstehen :smile:

Ansonsten Danke für die Tips.

Grüßlis!
Philipp aka Drache.

Huhu Biggi!

Vielen dank für den Link, ich werde ihn mir morgen mal genauer anschauen, wenn ich etwas wacher bin als jetzt.

Und eigentlich mag ich den Mortimer schon, aber wir machen ihn viel zu schnell - theoretisch sollten wir als Bio(!)-Studis ihn nach ca. einem Monat bis Kapitel 11 können - das ist selbst für die Leute, die Chemie in der Schule hatten, schwer.

Liebe Grüße!
Philipp aka Drache.

Huhu Henning!

Vielen, vielen Dank für den Link - das sind mal echt tolle Bilder.

Ich habe sie direkt an alle anderen Chemiegequälten weitergeleitet - das kann man sich endlich mal vorstellen.

Inzwischen gehen die Abbildungen sogar bis 7g.

Und es stehen dort Molekülorbitale.

Grüßlis!
Philipp aka Drache.